NASA обнаружило на МКС экзотическое пятое агрегатное состояние материи

Александр Петров

Источник: Space

Еще 5 лет назад на Международной космической станции (МКС) установили специальный прибор под названием Cold Atom Lab для проведения экспериментов и создания самых холодных веществ во Вселенной. Все эти годы учёные используют этот прибор для изучения необычных квантовых свойств атомов в условиях микрогравитации.

NASA обнаружило на МКС экзотическое пятое агрегатное состояние материи

Самыми известными агрегатными состояниями вещества являются твердый, жидкий газообразный и плазма. Но существует и пятое экзотическое состояние материи, которое называется конденсат Бозе-Эйнштейна. Впервые он был обнаружен в 1995 году.

Такое агрегатное состояние вещества не встречается в природе, но его можно создать в лабораторных условиях. Например, с помощью таких приборов, как Cold Atom Lab, где лазеры или магниты помогают довести облако из атомов до чрезвычайно низких температур, близких к абсолютному нулю (-273 градуса Цельсия). Считается, что это самая низкая температура, которая может существовать во Вселенной. Когда атомы охлаждаются до такой температуры, их движение замедляется, и ученые могут наблюдать за квантовыми эффектами, которые в обычных условиях очень трудно изучать.

Конденсат Бозе-Эйнштейна нестабильный, и если на Земле выключаются лазеры или магниты, охлаждающие атомы, то эти вещества рассеиваются под влиянием гравитации. Но в космосе нет столь сильной гравитации, поэтому впервые создать конденсат Бозе-Эйнштейна на МКС удалось еще в 2018 году.

Новое агрегатное состояние вещества

Теперь ученым из NASA удалось создать квантовый газ не из одного, а из двух типов атомов. В частности, был получен конденсат Бозе-Эйнштейна, состоящий из атомов калия и рубидия.

По словам авторов исследования, это достижение позволяет делать новые открытия в области квантовой химии в рамках экспериментов, проведенных в космосе. Также данный вид квантового газа можно использовать для создания космических квантовых технологий.

К примеру, как говорят ученые, это новое состояние материи можно использовать для создания новых гироскопов. С их помощью будет улучшена навигация в космосе и это поможет космическим кораблям во время дальних путешествий по Солнечной системе.

Также ученые из NASA полагают, что будущие эксперименты в Cold Atom Lab с очень холодными атомами помогут проверить принцип эквивалентности. Это одна из главных составляющих теории относительности Эйнштейна. Согласно этому принципу, гравитация должна влиять на все объекты, независимо от их массы. То есть легкое перо и тяжелый камень должны падать вниз с одинаковой скоростью, по крайней мере, в вакууме, где нет трения. Проверить принцип эквивалентности с помощью квантовой механики ученым было тяжело, поэтому квантовые эксперименты в космосе могут помочь в этом процессе.